计算机网络（三）--数据链路层

1 数据链路层

1.1

1.2 基本概念和基本问题

1.2.1 信道

1.2.1.1 点对点信道

1.2.1.1.1 一对一

1.2.1.2 广播信道

1.2.1.2.1 一对多

1.2.2 链路（link）

1.2.2.1 是一条点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换节点

1.2.2.1.1 一条链路只是一条通路的组成部分

1.2.3 数据链路（data link）

1.2.3.1 除了物理线路外，还必须有通讯协议来控制这些数据的传输。 若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路

1.2.4 帧

1.2.4.1

1.3 数据链路层要解决的三个基本问题

1.3.1 封装成帧

1.3.1.1 一段数据的前后分别添加头部和尾部，然后就构成了一个帧

1.3.1.1.1

1.3.2 透明传输

1.3.2.1 用字节填充法（转义）解决透明传输的问题

1.3.2.1.1

1.3.3 差错控制

1.3.3.1 循环冗余检验CRC

1.3.3.1.1 只能做到无差错接受

1.3.3.1.1.1 是一种无比特差错，而不是无传输差错的检测机制

1.4 广域网 PPP协议（点对点协议）

1.4.1 用户使用adsl接入因特网时，一般都是使用PPP协议

1.4.2 网络控制协议（NCP）

1.4.3 链路控制协议（LCP）

1.4.3.1 身份验证、计费等

1.4.4 高级链路控制协议（HDLC）

1.4.1 PPP协议

1.4.1.1

1.4.1.2 PPP协议是面向字节的，所有PPP帧的长度都是整数字节

1.4.1.3 差错控制

1.4.1.3.1 字节填充

1.4.1.3.2 零比特填充

1.4.1.4 不使用序号和确认机制

1.5 局域网 广播信道

1.5.1 CSMA/CD（半双工）

1.5.1.1 载波监听多点接入/碰撞检测

1.5.1.1.1 载波监听

1.5.1.1.1.1 每一个站点在发送数据之前先要检查一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不发送，以免发生碰撞

1.5.1.1.2 多点接入

1.5.1.1.2.1 表示多台计算机以多点接入的方式连接在一根总线上

1.5.1.1.3 争用期（2t）

1.5.1.1.3.1 对于10Mb/s以太网，在争用期（通常取51.2us）内可发送512bit，即64字节

1.5.1.1.3.1.1 网线不能太长，以太网规定不能大于100m，网线过长会造成争用期过长

1.5.1.1.3.2 以太网在发送数据时，若前64字节未发生冲突，则后续的字节就不会发生冲突

1.5.1.1.3.3 最短有效帧长

1.5.1.1.3.3.1 如果发生冲突，则一定是在发送的前64字节以内

1.5.1.1.3.3.2 一检测到冲突就停止发送，则发送出去的数据一定小于64字节

1.5.1.1.3.3.3 则规定最短有效帧长为64字节，凡长度小于64字节的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧

1.5.1.1.4 基本退避时间

1.5.1.1.4.1 k=min[重传次数，10]

1.5.1.1.4.2 r=rand[0,1,2,...,(2^k-1)]

1.5.1.1.4.1 当重传达16次仍不成功时则丢弃该帧，并向高层报告

1.5.2 以太网

1.5.2.1 以太网子层

1.5.2.1.1 逻辑链路控制子层（LLC）

1.5.2.1.2 媒体接入控制子层（MAC）

1.5.2.1.2.1 mac地址：共48位2进制，前24位表示厂家，后24位厂家指定

1.5.2.1.2.2

1.5.3 扩展以太网

1.5.3.1 集线器级联可使网络中计算机数量增加，但冲突域扩大

1.5.3.2 优化

1.5.3.2.1 网桥

1.5.3.2.1.1 根据mac地址决定是否允许数据发送

1.5.3.2.2 交换机=网桥+集线器

1.5.3.2.2.1 全双工

1.5.4 快速以太网

1.5.4.1 百兆以太网

1.5.4.1.1 100base-Fx

1.5.4.1.2 100base-T4

1.5.4.1.3 100base-TX

1.5.4.2 千兆以太网

1.5.4.2.1 1000base-SX

1.5.4.2.2 1000base-LX

1.5.4.2.3 1000base-CX

1.5.4.2.4 1000base-T

1.5.4.3 万兆以太网

1.6 网络层

1.6.1 负责在不同网络之间尽力转发数据包，不负责丢失重传，不负责顺序

1.6.1.1

1.6.2

1.6.3

1.6.4 网络层协议

1.6.4.1 ARP协议 arp -a

1.6.4.1.1 ARP欺骗

1.6.4.1.1.1 网络执法官

1.6.4.1.1.2 P2P终结者

1.6.4.1.2 将IP地址通过广播目标MAC地址是：FF-FF-FF-FF-FF-FF,解析目标IP地址的mac地址

1.6.4.2 ICMP协议

1.6.4.2.1 ping

1.6.4.2.1.1 TTL

1.6.4.2.1.1.1 windows 128

1.6.4.2.1.1.2 Linux 64

1.6.4.2.1.1.3 Unix 255

1.6.4.2.2 pathping 目标地址

1.6.4.2.3 tracert 目标地址

1.6.4.3 IGMP

1.6.4.3.1 组播

1.6.4.3.2 广播

1.6.4.3.3 点到点

1.6.4.4 IP协议

1.6.4.4.1 IP数据报

1.6.4.4.1.1 首部

1.6.4.4.1.1.1 前一部分固定长度，共20字节，所有IP数据报具有的

1.6.4.4.1.1.2 后一部分 可选字段，长度可变

1.6.4.4.1.2 数据部分

1.6.4.4.1.3

1.6.4.4.2 支持最大65536字节，需分片转给数据链路层

1.6.4.4.2.1

1.6.4.4.3 RIP

1.6.4.4.3.1 按路径最短选择最佳路径

1.6.4.4.4 OSPF

1.6.4.4.4.1 按带宽最大选择最佳路径